طراحی ساختاری میکروکانال های جاذب حرارت مدور چند لایه

با توجه به اینکه کوچک سازی و تجمع تجهیزات الکترونیکی، گرمای بیشتری به ازای واحد سطح تولید می کند، ممکن است دمای کاری اجزای الکترونیکی از سطح دمای مطلوب بیشتر شود. از آنجایی که عملکرد این تجهیزات رابطه مستقیمی با دما دارد، نگه داشتن آن ها در سطح دمای قابل قبول بسیار مهم است. از میان روش های پیشنهاد شده برای بهبود تکنولوژی خنک کاری تجهیزات الکترونیکی، میکروکانال جاذب حرارت به دلیل نیاز به ماده مبرد کم و ضریب انتقال حرارت بالا توجه بیشتری را به خود جلب کرده است. در بهینه-سازی میکروکانال ها از روش های مختلفی استفاده می شود؛ یکی از این روش ها تئوری ساختاری می باشد. هدف از پروژه ی حاضر بهینه سازی چیدمان میکروکانال های دایره ای و بهینه سازی هندسی میکروکانال های جاذب حرارت مدور یک-لایه، دو لایه و چند لایه است. سیستم مطرح شده شامل حجم ثابتی است که خنک کاری در آن به وسیله ی جابجایی اجباری آرام انجام می شود. در بهینه سازی چیدمان میکروکانال های دایره ای، ابعاد بهینه ی میکروکانال با استفاده از روش تقریبی تقاطع مجانب ها و روش عددی به نحوی تعیین شد که چیدمان این میکروکانال ها بیشترین انتقال حرارت را بر واحد حجم داشته باشد. سیال هوا و اختلاف فشار دو سر کانال ثابت در نظر گرفته شد. در نهایت مشخص شد که ابعاد بهینه کانال ها مستقل از شکل چیدمان است و فقط وابسته به قید طولی و افت فشار می باشد. بهینه سازی هندسی میکروکانال های جاذب حرارت مدور در دو حالت جریان ورودی یک طرفه و دو طرفه انجام شد. هدف در بهینه سازی هندسی، رسیدن به بیشترین رسانش گرمایی کلی بود. سیال خنک کن آب واختلاف فشار دو سر کانال ثابت در نظر گرفته شد. همچنین سطح زیرین جاذب حرارت تحت شار حرارتی یکنواختی قرار داشت. بهینه سازی برای چهار کسر حجمی مختلف انجام شد. برای میکروکانال جاذب حرارت مدور یک لایه، دو لایه و چند لایه ابعاد بهینه به نحوی تعیین شد که دمای ماکزیمم سیستم حداقل شود. در بررسی جریان ورودی یک طرفه مشاهده شد که میکروکانال جاذب حرارت دو لایه نسبت به تک لایه عملکرد بهتری در خنک کاری داشته است و نیز اضافه کردن لایه میانی تاثیر چندانی بر بهبود خنک کاری ندارد. با بررسی اثر دو طرفه کردن جریان سیال ورودی نتیجه شد که میکروکانال جاذب حرارت دو لایه با جریان ورودی دو طرفه نسبت به جریان ورودی یک طرفه خنک کاری بهتری را ارائه می دهد. برای میکروکانال جاذب حرارت چند لایه با جریان ورودی دو طرفه دو حالت مختلف ? و ?? بررسی شد و در نهایت مشخص شد که از میان میکروکانال های جاذب حرارت چند لایه با جریان ورودی یک طرفه و دو طرفه، میکروکانال جاذب حرارت با جریان ورودی دو طرفه حالت?، خنک کاری بهتری را ارائه داده است.